第8章三相异步电动机的起动与制动1

U 1
U1 3
UN 3
每相起动电流，则
IY U1 U N / 3 1
I U1
UN
3
I s IY
➢ 线起动电流为 :
1 3
I
I s Is
1 3
I
3I
1 3
➢ 上式说明， 起动时，尽管相电压
和相电流与直接起动时相比降低到原来的 ， 但是1 / 对3供电变压器造成冲击的起动电流则降低 到直接起动时的1／3。
而直接起动的最大优点就是不需要专门的 起动设备。
二、 三相鼠笼异步电动机的降压起动
1.定子串电阻或电抗——分压起到降压作用 2.自耦变压器降压起动 3.星形-三角形起动，用于可以有2种接法的电
机，正常运行时用三角形接法，起动时用 星形接法，相电压降为正常运行时的 4.延边三角形起动 对不同的起动要求，需专门设计电机。
I1s U1
zk X
Ts (U1 )2 u2 ( zk )2
Ts U1
zk X
➢ 显然，定子串电抗器起动，降低了起动电 流，但起动转矩降低得更多。因此，定子 串电抗器起动，只能用于空载和轻载。
➢ 工程实际中，往往先给定线路允许电动机
起动电流的大小 I s ，再计算电抗X的大小。 计算公式推导如下：
➢ 从上面分析看出，三相异步电动机直接起 动有些情况下是可行的，而下面两种情况 下是不可行的：①变压器与电动机容量之 比不足够大；②起动转矩不能满足要求。
➢ 不能直接起动的第①种情况下需要减小起 动电流，第②种情况下需要加大起动转矩。
➢ 即起动必须满足的条件是：
起动电流要足够小；起动转矩要足够大。
抗X起动时，每相等值电路如图（b）所示，
U1 I1s ( zk jX ) U '1 I '1s zk
zk rk jxk中xk zk xk 0.9zk
➢ 串电抗起动时，可以近似把 zk 看成是电 抗性质。设串电抗时电动机定子电压与直 接起动时电压比值为u，则
➢
I1s U1 u zk
➢ 起动要求： ➢ 1） 起动力矩Ts尽可能的大； ➢ 2） 起动电流Is尽可能的小；
在满足Ts足够大的条件下，尽量减少Is 。 ➢ 3） 起动设备尽可能的简单。
8－1笼型三相异步电动机的起动
一、三相异步电动机的直接起动 如果在额定电压下直接起动三相异步电动机, 会出现什么结果？为什么？
I s K I I N 4 ~ 7I N
Ts KT TN (0.9 ~ 1.3)TN
一般地说，容量在7.5kw以下的小容量鼠笼式 异步电动机都可直接起动。
起动电流较大有什么影响呢？
1、首先对于绕组来说是非常不利的，如果电机 是属于频繁起动的，频繁出现短时大电流会使 电动机内部发热较多而过热。 2 对于变压器而言，整个交流电网的容量相对于 单个的三相异步电动机来讲是非常大的。但是具体 到直接供电的变压器来讲，容量却是有限的。若变 压器额定容量相对不够大时，电动机短时较大的起 动电流，会使变压器输出电压短时下降幅度较大， 超过了正常规定值，例如 U＞ 10％或更严重。 这样一来，影响了几个方面：
起动电流：
I1s I '2s
U1
(r1 r2)2 (1 2 )2
Ts
2f1[(r1
3 pU12r2
r2)2 (1
起 动电流的方法有：①降低电源电压；②加 大定子边电抗或电阻；③加大转子边电阻 或电抗。加大起动转矩的方法只有适当加 大转子电阻，但不能过份，否则起动转矩 反而可能减小。
➢ 直接起动时起动转矩为Ts ， 起动 时起 动转矩为Ts ，则：
Ts Ts
(U1 ) 2 U1
1 3
TL
Ts 1.1
（1）起动电动机本身，由于电压太低起动转 矩下降很多（ Ts U12 ），当负载较重时， 可能起动不了。
（2）影响由同一台配电变压器供电的其他负 载，比如说电灯会变暗，数控设备可能失 常，重载的异步电动机可能停转等。
**** 考虑对电网的冲击 7.5kW以下可采用 **** 较大容量需考虑供电设备的容量
➢ 起动转矩不大有什么影响呢 ？
很显然，电机的起动是非常吃力的，Ts (1.1 1.2)TL
的条件下，电动机才能正常起动。一般地说， 如果异步电动机轻载和空载起动，直接起动时 的起动转矩就够大了，但是如果是重载起动例 如 TL TN ，且要求起动过程快时，某些异 步电动机例如绕线式三相异步电动机，KT 往往 小于1，直接起动的起动转矩就不够大了。
降压起动的分析
降压
起动
M
设备
（一）定子串接电抗器起动：
三相异步电动机定子串电抗器起动，起动
时电抗器接入定子电路；起动后，切除电抗器，
进入正常运行。显然此时的电抗器起到了分压
的作用。三相异步电动机直接起动时，其每相
等值电路如图（a）所示，电源电压 直U接1 加
在短路阻抗
zk rk j上 k。定子边串入电
I s u
zk
Is
zk X
➢ 其中短路阻抗为
X 1u u
zk
UN 3Is
UN 3K1I N
串电抗或电阻
降压 起动 设备
可等效 为
1阻抗
M
接法不变，所以: 电网线电流变化的倍数=相电流变化倍数
➢ 若定子回路串电阻起动，也属于降压起动， 也可以降低起动电流。但由于外串的电阻上 有较大的有功功率损耗，特别对中型、大型 异步电动机更不经济，因此这里不予介绍。
➢(二) 起动
➢ 在这里主要是利用了星—三角电压之间3 ➢ 的关系，我们知道在星接中线电压是相电压
的 3 倍，注意这种方法只适用与绕组在起 动的时候是星形接，而运行的时候是三角形 接。如图所示：
如果起动的时候是三角形联接，这样， 相电压等于线电压 U1 U N 每相起动电流为 I 线上的起动电流为 I s 3I 。而如果起动时 定子绕组Y接，如图（b）所示，每相起动电 压为
第八章 三相异步电动机的电力拖动
我们知道异步电动机的作用就是拖 动负载工作，那么关于它的起动、制动 和调速问题就是我们关心的重点。
在三相异步电动机电力拖动系统中，电 动机转速、电磁转矩、负载转矩等物理 量的正方向，都按电动机惯例规定。本 章讨论三相异步电动机的起动、调速及 各种运行状态。
电动机的起动指定子接通电网，转速从n=0到n=n